图3 图4 图5
(3)设△PMN与△POB的高分别为PH、PG.
在Rt△PMH中,PM?2t,PH?MH?t.所以P'G?2t?4.
113在Rt△PNH中,PH?t,NH?PH?t.所以MN?t.
222133① 如图4,当0<t≤2时,重叠部分的面积等于△PMN的面积.此时S??t?t?t2.
224②如图5,当2<t<4时,重叠部分是梯形,面积等于△PMN的面积减去△P′DC的面
P'G?,所以?2t?4?3232积.由于S△P'DC??S?△P'DC???t?(2t?4). ??4S△PMN?PH??t?4339此时S?t2?(2t?4)2??t2?12t?12.
444
考点伸展
第(2)题最好的解题策略就是拿起尺、规画图:
方法一,按照对角线相等画圆.以P为圆心,OB长为半径画圆,与直线y=2x有两个交点,一个是等腰梯形的顶点,一个是平行四边形的顶点.
方法二,按照对边相等画圆.以B为圆心,OP长为半径画圆,与直线y=2x有两个交点,一个是等腰梯形的顶点,一个是平行四边形的顶点.
22
例6 2010年杭州市中考第24题
如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线的解析式是y =
12x?1,点C的坐标为(–4,40),平行四边形OABC的顶点A,B在抛物线上,AB与y轴交于点M,已知点Q(x,y)在抛物线上,点P(t,0)在x轴上.
(1) 写出点M的坐标;
(2) 当四边形CMQP是以MQ,PC为腰的梯形时. ① 求t关于x的函数解析式和自变量x的取值范围;
② 当梯形CMQP的两底的长度之比为1∶2时,求t的值.
图1
动感体验
请打开几何画板文件名“10杭州24”,拖动点Q在抛物线上运动,从t随x变化的图象可以看到,t是x的二次函数,抛物线的开口向下.还可以感受到,PQ∶CM=1∶2只有一种情况,此时Q在y轴上;CM∶PQ=1∶2有两种情况.
思路点拨
1.第(1)题求点M的坐标以后,Rt△OCM的两条直角边的比为1∶2,这是本题的基本背景图.
2.第(2)题中,不变的关系是由平行得到的等角的正切值相等,根据数形结合,列关于t与x的比例式,从而得到t关于x的函数关系.
3.探求自变量x的取值范围,要考虑梯形不存在的情况,排除平行四边形的情况. 4.梯形的两底的长度之比为1∶2,要分两种情况讨论.把两底的长度比转化为QH与MO的长度比.
满分解答
(1)因为AB=OC= 4,A、B关于y轴对称,所以点A的横坐标为2.将x=2代入y=
12x?1,得y=2.所以点M的坐标为(0,2). 4(2) ① 如图2,过点Q作QH ? x轴,设垂足为H,则HQ=y?12x?1,HP=x– t . 4因为CM//PQ,所以∠QPH=∠MCO.因此tan∠QPH=tan∠MCO,即
HQOM1111??.所以x2?1?(x?t).整理,得t??x2?x?2. HPOC242212如图3,当P与C重合时,t??4,解方程?4??x?x?2,得x?1?5.
2如图4,当Q与B或A重合时,四边形为平行四边形,此时,x=? 2. 因此自变量x的取值范围是x?1?5,且x?? 2的所有实数.
图2 图3 图4
PQHQHQOM??,即. CMOMPQCMPQHQ111??时,HQ?OM?1.解方程x2?1?1,得x?0(如图5)当.此CMOM224时t??2.
PQHQ1??2时,HQ?2OM?4.解方程x2?1?4,得x??23. 当
CMOM4如图6,当x?23时,t??8?23;如图6,当x??23时,t??8?23.
②因为sin∠QPH=sin∠MCO,所以
图5 图6 图7
考点伸展
本题情境下,以Q为圆心、QM为半径的动圆与x轴有怎样的位置关系呢?
?12??1??1?设点Q的坐标为?x,x?1?,那么QM2?x2??x2?1???x2?1?.
?4??4??4?12而点Q到x轴的距离为x?1.
4因此圆Q的半径QM等于圆心Q到x轴的距离,圆Q与x轴相切.
221.6 因动点产生的面积问题
例 7 2012年河南省中考第23题
12
x?1与抛物线y=ax+bx-3交于A、B两2点,点A在x轴上,点B的纵坐标为3.点P是直线AB下方的抛物线上的一动点(不与点A、B重合),过点P作x轴的垂线交直线AB于点C,作PD⊥AB于点D.
如图1,在平面直角坐标系中,直线y?(1)求a、b及sin∠ACP的值; (2)设点P的横坐标为m.
①用含m的代数式表示线段PD的长,并求出线段PD长的最大值;
②连结PB,线段PC把△PDB分成两个三角形,是否存在适合的m的值,使这两个三角形的面积比为9∶10?若存在,直接写出m的值;若不存在,请说明理由.
图1
动感体验
请打开几何画板文件名“12河南23”,拖动点P在直线AB下方的抛物线上运动,可以体验到,PD随点P运动的图象是开口向下的抛物线的一部分,当C是AB的中点时,PD达到最大值.观察面积比的度量值,可以体验到,左右两个三角形的面积比可以是9∶10,也可以是10∶9.
思路点拨
1.第(1)题由于CP//y轴,把∠ACP转化为它的同位角.
2.第(2)题中,PD=PCsin∠ACP,第(1)题已经做好了铺垫.
3.△PCD与△PCB是同底边PC的两个三角形,面积比等于对应高DN与BM的比. 4.两个三角形的面积比为9∶10,要分两种情况讨论.
满分解答
1x?1与y轴交于点E,那么A(-2,0),B(4,3),E(0,1). 225在Rt△AEO中,OA=2,OE=1,所以AE?5.所以sin?AEO?.
525因为PC//EO,所以∠ACP=∠AEO.因此sin?ACP?.
5?4a?2b?3?0,将A(-2,0)、B(4,3)分别代入y=ax2+bx-3,得?
?16a?4b?3?3.11解得a?,b??.
22111(2)由P(m,m2?m?3),C(m,m?1),
2221111得PC?(m?1)?(m2?m?3)??m2?m?4.
2222252512595所以PD?PCsin?ACP?. PC?(?m?m?4)??(m?1)2?5525595所以PD的最大值为.
55(3)当S△PCD∶S△PCB=9∶10时,m?;
232当S△PCD∶S△PCB=10∶9时,m?.
9(1)设直线y?图2
考点伸展
第(3)题的思路是:△PCD与△PCB是同底边PC的两个三角形,面积比等于对应高DN与BM的比.
而DN?PDcos?PDN?PDcos?ACP?BM=4-m.
525121?(?m?m?4)??(m?2)(m?4), 5525195①当S△PCD∶S△PCB=9∶10时,?(m?2)(m?4)?(4?m).解得m?.
510232110②当S△PCD∶S△PCB=10∶9时,?(m?2)(m?4)?(4?m).解得m?.
959
1.7 因动点产生的相切问题
例8 2012年无锡市中考模拟第28题
如图1,菱形ABCD的边长为2厘米,∠DAB=60°.点P从A出发,以每秒3厘米的速度沿AC向C作匀速运动;与此同时,点Q也从点A出发,以每秒1厘米的速度沿射线作匀速运动.当点P到达点C时,P、Q都停止运动.设点P运动的时间为t秒.
(1)当P异于A、C时,请说明PQ//BC;
(2)以P为圆心、PQ长为半径作圆,请问:在整个运动过程中,t为怎样的值时,⊙P与边BC分别有1个公共点和2个公